STAVEBNÍ OBZOR RO NÍK 11 ÍSLO 2/2002

Transkript

1 STAVEBNÍ OBZOR RO NÍK ÍSLO /00 Nvigce v dokumentu OBSAH Holický, M. Mrková, J. Vliv lterntivních postup v EN 990 n spolehlivost konstrukcí 33 Mkovi k, D. Mkovi k, D. ml. Dynmická odezv zp sob poru ování cihelných p ek p i výbuchu plynu uvnit budovy Hý, M. Konzervtivní proximce mezní plochy vysokocyklové sovné pevnosti vrubovné sou ásti její grfická interpretce Jiránek, M. Vyhodnocení ú innosti systém odvád jících rdon z podlo í stávjících stveb Ji ková, M. erný, R. Vlhkostní prmetry mteriál pro obvodové plá s vnit ní tepelnou izolcí Ficker, T. Pode vová, Z. Difúze vodních pr v konstrukcích podle SN DIN Hánek, P. K pr, M. Jn urová, I. K ov ení prmetr jkosti totálních stnic 55 Mú k, P. Decký, M. Dynmický model prívesného vozík n mernie pozd nych nerovností vozovky 59

2 00 ročník softwre pozemní stvby doprvní stvby vodohospodářské stvby geotechnik konstrukce mteriály technologie životní prostředí geodézie krtogrfie mechnizce informtik STAVEBNÍ OBZOR ekonomik Fkult stvební ČVUT v Prze Česká komor utorizovných inženýrů techniků Český svz stvebních inženýrů Fkult stvební VUT v Brně Fkult stvební VŠB TU-Ostrv

3 OBSAH Holický, M. Mrková, J. Vliv lterntivních postupů v EN 990 n spolehlivost konstrukcí Mkovičk, D. Mkovičk, D. ml. Dynmická odezv způsob porušování cihelných příček při výbuchu plynu uvnitř budovy Hýč, M. Konzervtivní proximce mezní plochy vysokocyklové čsovné pevnosti vrubovné součásti její grfická interpretce Jiránek, M. Vyhodnocení účinnosti systémů odvádějících rdon z podloží stávjících stveb Jiřičková, M. Černý, R. Vlhkostní prmetry mteriálů pro obvodové pláště s vnitřní tepelnou izolcí Ficker, T. Podešvová, Z. Difúze vodních pr v konstrukcích podle ČSN DIN Hánek, P. Kšpr, M. Jnžurová, I. K ověření prmetrů jkosti totálních stnic Múčk, P. Decký, M. Dynmický model prívesného vozík n mernie pozdĺžnych nerovností vozovky CONTENTS Holický, M. Mrková, J. The Influence of Alterntive Procedures in EN 990 on Structurl Relibility Mkovičk, D. Mkovičk, D. jr. Dynmic Response nd Wy of Dmging Brick Prtitions by Gs Explosion Inside Buildings Hýč, M. Conservtive Approximtions of the Limit Are of High-Cycle Timed Strength of Notched Component nd its Grphic Interprettion Jiránek, M. Assessment of Efficiency of Systems Eliminting Rdon from Building Substructures Jiřičková, M. Černý, R. Hygric Prmeters of Mterils for Building Envelopes with Interior Therml Insultion Ficker, T. Podešvová, Z. Wter Vpour Diffusion in Constructions by ČSN nd DIN Hánek, P. Kšpr, M. Jnžurová, I. On Testing of Prmeters nd Qulity of Totl Sttions Múčk, P. Decký, M. The Dynmic Model of Single Wheeled Triler for Rod Unevenness Mesurement INHALT Holický, M. Mrková, J. Einfluss lterntiver Verfhren in der EN 990 uf die Zuverlässigkeit von Konstruktionen Mkovičk, D. Mkovičk, D. jr. Dynmische Resonnz und die Art und Weise der Beeinträchtigung von Ziegeltrennwänden bei einer Gsexplosion innerhlb eines Gebäudes Hýč, M. Konservtive Approximtion der Grenzfläche der hochzyklischen zeitgesteuerten Festigkeit eines gekerbten Buteils und ihre grfische Interprettion Jiránek, M. Auswertung der Wirksmkeit von Systemen zur Ableitung von Rdon us dem Untergrund von Buwerken Jiřičková, M. Černý, R. Feuchteprmeter von Mterilien für Außenwände mit innenliegender Wärmedämmung Ficker, T. Podešvová, Z. Wsserdmpfdiffusion in Buteilen nch ČSN und DIN Hánek, P. Kšpr, M. Jnžurová, I. Zur Überprüfung der Prmeter und Güte von Totlsttionen.. 55 Múčk, P. Decký, M. Dynmisches Model eines Anhängers für die Messung von Fhrbhnunebenheiten in Längsrichtung Toto číslo bylo vydáno z podpory Ministerstv školství, mládeže tělovýchovy ČR (projekt LP 000). REDAKČNÍ RADA Předsed: prof. Ing. Jiří STUDNIČKA, DrSc. Místopředsed: doc. Ing. O. GARTNER, CSc. Tjemníci: doc. Ing. Miln KAŠPAR, CSc. doc. Ing. Jindřich ŠMEJCKÝ, CSc. doc. Ing. Jiří VÁŠKA, CSc. Členové: Ing. Miroslv BAJER, CSc. doc. Ing. Pvel HÁNEK, CSc. Ing. Jiří HIRŠ doc. Ing. Vldimír JELÍNEK, CSc. Ing. Miroslv JEŽEK, CSc. doc. Ing. Miroslv KAUN, CSc. Ing. Jn KORYTÁROVÁ, PhD. Ing. Krel KUBEČKA Ing. Petr KUNEŠ, CSc. doc. Ing. Ldislv LAMBOJ, CSc. doc. Ing. Ivn MOUDRÝ, CSc. doc. Ing. Jroslv NOVÁK, CSc. doc. Ing. Luděk NOVÁK, CSc. prof. Ing. Adolf PATERA, DrSc. doc. Ing. Miloslv PAVLÍK, CSc. Ing. Petr PLICHTA, CSc. prof. Ing. J. PROCHÁZKA, CSc. Ing. Jroslv SOLAŘ Ing. Václv SOUKUP doc. Ing. Vlstimil STARA, CSc. Ing. Krel SVOBODA doc. Ing. Josef VITÁSEK, CSc. prof. Ing. Jiří WITZANY, DrSc. Ing. Rent ZDAŘILOVÁ STAVEBNÍ OBZOR, odborný měsíčník, vydává Fkult stvební ČVUT Prh společně s Fkultou stvební VUT Brno, Fkultou stvební VŠB TU Ostrv, Českou komorou utorizovných inženýrů techniků činných ve výstvbě Českým svzem stvebních inženýrů. Řídí redkční rd, vedoucí redktork Mrcel Klímová. Adres redkce: Thákurov 7, 66 9 Prh 6, tel./fx: 0/ , klimov@fsv.cvut.cz, Vychází kždý měsíc kromě července srpn, cen z výtisk je 40 Kč včetně DPH (+ poštovné blné). Objednávky odběru i reklmce přijímá Ing. Miln Gttringer, MG DTP, Borovnská 3388, Prh 4, tel./fx: 0/4098, e-mil: mgdtp@volny.cz. Odběr je možné zrušit ž po vyčerpání zplceného předpltného. Inzerci dresujte redkci. Technická redkce relizce: Ing. Miln Gttringer. Podávání novinových zásilek povoleno Ředitelstvím pošt Prh, č. j. NP 44/994, ze dne Do tisku Nevyžádné rukopisy se nevrcejí. INDEX , ISSN 0-407

4 STAVEBNÍ OBZOR ROČNÍK ČÍSLO /00 Vliv lterntivních postupů v EN 990 n spolehlivost konstrukcí doc. Ing. Miln HOLICKÝ, DrSc., PhD. Ing. Jn MARKOVÁ, PhD. ČVUT Kloknerův ústv Prh Zákldní evropská norm pro nvrhování stvebních konstrukcí pren 990 uvádí lterntivní postupy pro stnovení účinku ztížení, o nichž se má rozhodnout v národních přílohách jednotlivých členských zemí CEN. Jednou z důležitých otázek je stnovení zákldní kombince ztížení dílčích součinitelů ztížení pro trvlou i dočsnou návrhovou situci, pro kterou se v pren 990 uvádějí tři lterntivní postupy. Příkldy železobetonové desky ocelového táhl nznčují, že postupy doporučené v pren 990 vedou k rozdílným úrovním spolehlivosti konstrukcí, které jsou všk většinou vyšší než spolehlivost při postupu podle součsné ČSN PENV 99-. Ukzuje se, že pro zprcování národní přílohy k pren 990 jsou nezbytné dlší klibrční studie.. Úvod Nové opertivní eurokódy pro nvrhování stvebních konstrukcí budou již od příštího roku postupně nhrzovt předběžné normy ENV. V součsnosti jsou již dokončeny dv zákldní dokumenty pren 990 [] pren 99-- [] probíhá trnsformce dlších norem. Během několik let by tedy měl téměř celá Evrop nvrhovt konstrukce podle jednotných metodických předpisů. Nové eurokódy budou zvedeny s doplňujícími národními přílohmi jko pltné národní normy (u nás jko ČSN EN). Dosud pltné předpisy, které jsou v rozporu s dokumenty CEN, se budou postupně měnit nebo rušit. Prostřednictvím národních příloh bude umožněn národní volb numerických hodnot řdy ukztelů spolehlivosti, hodnot některých druhů ztížení tké výběr z lterntivních postupů výpočtu. Půjde tedy o závžná rozhodnutí, n která je třeb se dobře připrvit. V součsné době se u nás i v dlších evropských zemích CEN zprcovávjí podkldové mteriály, n jejichž zákldě bude možné doporučit do národních příloh lterntivní postup výpočtu stnovit ukztele spolehlivosti. Porovnáním spolehlivosti konstrukcí nvržených podle předběžných eurokódů klibrcí dílčích součinitelů spolehlivosti se v rozboru [3] zbývjí severské země CEN. N rozbor pk nvzuje studie [4] lterntivních postupů kombince ztížení podle pren 990 []. V součsné době uvádí pren 990 [] tři lterntivní postupy kombince ztížení pro trvlou i dočsnou návrhovou situci. První dv jsou převzty z předběžné ENV 99- [5], třetí lterntiv je doporučen n zákldě rozboru [4]. Zjednodušenou kombinci ztížení pro budovy již pren 990 [] neuvádí. V české národní příloze k pren 990 [] bude tedy nutné zvolit vhodný postup kombince stálých nhodilých ztížení pro trvlou i dočsnou návrhovou situci ověřit hodnoty dílčích součinitelů spolehlivosti doporučených v []. Předmětem tohoto článku, který nvzuje n studie [6] ž [9], je ukázt vliv výběru lterntivní kombince ztížení volby hldiny součinitelů stálých nhodilých ztížení γ G γ Q n ukztele spolehlivosti dvou zákldních konstrukčních prvků, železobetonové desky ocelového táhl.. Zákldní kombince ztížení V následujícím rozboru se uvžuje kombince ztížení stálého G, užitného Q větru W. Ztížení větrem se zde předpokládá jko ztížení nedominntní. Symboly G, Q W oznčují v celé studii dílčí složky účinku ztížení (npř. ohybové momenty, osové síly). Konečné znění pren 990 [] uvádí pro zákldní kombinci těchto ztížení v trvlé i dočsné návrhové situci tři lterntivní postupy: A. podle vzthu (6.0) v pren 990 [] se návrhová hodnot E d účinku ztížení stnoví ze vzthu E d = γ G G k + γ Q Q k + γ W ψ W W k ; () B. podle dvojice rovnic (6.0) (6.0b) v pren 990 [] je možné lterntivně použít výrzy E d = γ G G k + γ Q ψ Q Q k + γ W ψ W W k, () E d = ξ γ G G k + γ Q Q k + γ W ψ W W k. (3) Při výpočtu rozhoduje méně příznivý ze vzthů () (3); C. lterntivní postup se liší od postupu B pouze tím, že se v rovnici () uvžuje pouze stálé ztížení zjednoduší se tedy n tvr E d = γ G G k. (4) Při výpočtu pk rozhoduje méně příznivý ze vzthů (3) (4). Jestliže by byl dominntní vítr W, pk se v rovnicích () () ztížení větrem neredukuje upltní se redukce užitného ztížení Q součinitelem ψ Q. Pro stnovení vlivu nhodilých ztížení n spolehlivost desky táhl jsou chrkteristické hodnoty G k, Q k, W k vyjádře-

5 34 STAVEBNÍ OBZOR /00 ny prostřednictvím poměru χ nhodilých ztížení Q k +W k k celkovému ztížení G k + Q k + W k poměrem nhodilých ztížení k. Tedy χ = (Q k + W k )/(G k + Q k + W k ), k = W k /Q k. (5) Pro dnou hodnotu účinku návrhových hodnot ztížení E d lze chrkteristické hodnoty ztížení G k,q k, W k vyjádřit n zákldě veličin χ k ve tvru Ed G k =, (( ψ Q ) γ Q + k( ψ W ) γ W ) χ ( ξ ) γ G + ( + k )( χ ) χ Gk Q k =, W k = kq k. (6) (+ k)(- χ) Veličiny v závorce se v prvním vzthu rovnice (6) upltňují v souldu s jejich použitím v rovnicích () ž (4) pro postupy A, B C. Při postupu A pltí rovnice () v celém oboru poměru ztížení χ, 0 χ, ztímco při postupu B je rovnice () rozhodující v části intervlu 0 χ χ lim,b rovnice (3) v intervlu χ lim,b χ. Hodnot χ lim,b vyplývá ze vzthů (), (3) (5) podle vzorce ă γ G ( ξ )(+ k) χ lim,b = ă γ ( ξ )(+ k) + ă γ ( ψ ) + ă γ k( b ψ G Q, ) kde pro poměr k ( ψ Q )/( ψ W ) pomocná veličin = b = ψ W (ztížení Q dominntní) pro k > ( ψ Q )/( ψ W ) jsou veličiny = ψ Q b = (W dominntní). Rozbory spolehlivosti konstrukcí nvržených postupem C ukzují, že při nižších poměrech ztížení χ jsou výsledné hodnoty indexů spolehlivosti výrzně nižší, než je doporučená hodnot β = 3,8. Proto se v tomto příspěvku lterntiv C neuvžuje, příkld rozboru spolehlivosti železobetonové desky sloupu nvržených postupem C je uvedený v příspěvku [9]. Q W W (7) 3. Odolnost konstrukčních prvků Návrhová hodnot R d odolnosti ohýbné železobetonové desky jednotkové šířky se uvžuje podle vzthu R d = A s f yk /γ s [h d 0,5 A s (f yk /γ s )/(α f ck /γ c )], (8) kde A s je ploch výztuže, f yk f ck chrkteristické pevnosti výztuže betonu, h výšk průřezu, d osová vzdálenost výztuže od tžených vláken, α součinitel vyjdřující nepříznivé vlivy způsobu ztížení n pevnost betonu v tlku, γ s γ c součinitele mteriálových vlstností podle ČSN P ENV 99-- [0], γ G, γ Q γ W součinitele ztížení G, Q W. Při návrhu výztuže desky se předpokládjí dv poměry ztížení k = 0 (působí pouze stálé užitné ztížení) k = (působí všechn ztížení G, Q W, vítr je nedominntní). Při rozboru spolehlivosti desky se vychází z podmínky, že odolnost desky R je větší, než jsou účinky vnějších sil E, jež jsou vyjádřené součtem dílčích účinků G, Q W. Potom K R A s f y [h d 0,5 A s f y /(α f c )] > K E (G + Q + W), (9) kde K R K E jsou součinitele modelových nejistot odolnosti R účinku ztížení E. Návrhovou hodnotu R d odolnosti ocelového táhl o průřezové ploše A lze stnovit jko R d = A s f yk /γ s. Součinitel γ s se uvžuje doporučenou hodnotou,, resp.,5 podle ENV [], resp. českého národního plikčního dokumentu k []. Při rozboru spolehlivosti táhl se vychází z podmínky K R Af y > K E (G + Q + W). (0) Při rozboru spolehlivosti se zjiš uje prvděpodobnost poruchy P f, že podmínky (9) (0) nejsou splněny. Místo prvděpodobnosti P f se všk v dlším rozboru upltňuje běžně používný index spolehlivosti β definovný n zákldě prvděpodobnosti P f β = Φ ( Pf ), () kde Φ je distribuční funkce normálního rozdělení. Doporučená hodnot indexu spolehlivosti β = 3,8 odpovídá prvděpodobnosti poruchy P f = 7, Modely zákldních veličin Prvděpodobnostní modely zákldních veličin jsou souhrnně uvedeny v tb.. Tb.. Prvděpodobnostní modely zákldních veličin Druh Znčk Zákldní veličin Rozdělení Jednotk Chrkteristická hodnot Průměr Směrodtná odchylk G stálé N MN/m G k G k 0, G k ztížení Q užitné (50 let) GUM MN/m Q k 0,6 Q k 0,Q k W vítr ( rok) GUM MN/m W k 0,4 W k 0,W k W vítr (50 let) GUM MN/m W k 0,7 W k 0,45W k A s ploch výztuže DET m nom nom 0 mteriálové vlstnosti α součinitel DET f c pevnost betonu LN MP f y pevnost výztuže LN MP f yt pevnost táhl LN MP ,08µ y geometrické údje modelové nejistoty h výšk desky N m 0, 0, 0,005 A průřezová ploch táhl N m nom nom 0,0µ y d osová vzdálenost výztuže GAM m 0,03 0,03 0,0 K E ztížení desky N 0,05 K E ztížení táhl N 0, K R odolnosti desky N 0, K R odolnosti táhl N, 0,

6 STAVEBNÍ OBZOR / Výsledky rozboru spolehlivosti Spolehlivost železobetonové desky ocelového táhl byl stnoven n zákldě zjednodušených čsově nezávislých modelů ztížení s využitím Turkstrov prvidl (pro užitné ztížení se uvžuje rozdělení extrémních hodnot po dobu předpokládné životnosti pdesát let, pro ztížení větrem rozdělení ročních mxim). Výsledky rozboru spolehlivosti vyjádřené prostřednictvím indexu spolehlivosti β [] jsou zchyceny pro železobetonovou desku n obr. ž obr. 3, pro ocelové táhlo n obr. 4 obr. 5. Pro ob prvky se uvžují poměry ztížení k = 0 k =, podíl vyztužení desky ρ hodnotou 0,5 %, popř. %. N obrázcích jsou v závislosti n poměru ztížení χ znázorněny indexy spolehlivosti β pro lterntivní postupy A, B pro doporučené hodnoty dílčích součinitelů γ G =,35 γ Q =,5 podle pren 990 []. Obrázky ž 5 dále ukzují lterntivu D odpovídjící postupu A lterntivu E odpovídjící postupu B, jestliže by se při návrhu upltnily snížené hodnoty dílčích součinitelů γ G =,, γ Q =,4 podle Změny k ČSN P ENV 99- [5] součinitel pro ocel γ s =,5. Je všk třeb zdůrznit, že přestože postup B (tedy i lterntiv E) odpovídá prvidlům pltné ČSN P ENV 99- [5], není uveden v evropských normách pro nvrhování betonových ocelových konstrukcí, které byly vydány dříve než dokument [5]. Proto ni obě uvžovné české normy [0], [] postup B neumožňují. Obr. 3. Index spolehlivosti β pro desku s nižším stupněm vyztužení (ρ = 0,5 %) vzhledem k poměru χ pro poměr k = ; A, B kombince podle pren 990 [] (γ G =,35, γ Q =,5), D, E kombince podle ČSN P ENV 99- [5] (γ G =,, γ Q =,4) Obr.. Index spolehlivosti β pro desku (ρ = %) vzhledem k poměru ztížení χ pro poměr k = 0; A, B kombince podle pren 990 [] (γ G =,35, γ Q =,5), D, E kombince podle ČSN P ENV 99- [5] (γ G =,, γ Q =,4) Obr. 4. Index spolehlivosti β pro ocelové táhlo vzhledem k poměru ztížení χ pro poměr k = 0; A, B kombince podle pren 990 [] (γ G =,35, γ Q =,5 γ s =,5), D, E kombince podle ČSN P ENV 99- [5] (γ G =,, γ Q =,4 γ s =,5) Obr.. Index spolehlivosti β pro desku (ρ = %) vzhledem k poměru ztížení χ pro poměr k = ; A, B kombince podle pren 990 [] (γ G =,35, γ Q =,5), D, E kombince podle ČSN P ENV 99- [5] (γ G =,, γ Q =,4) Obr. 5. Index spolehlivosti β pro ocelové táhlo vzhledem k poměru ztížení χ pro poměr k = ; A, B kombince podle pren 990 [] (γ G =,35, γ Q =,5 γ s =,), D, E kombince podle ČSN P ENV 99- [5] (γ G =,, γ Q =,4 γ s =,5)

7 36 STAVEBNÍ OBZOR /00 Spolehlivost desky i táhl ovlivňuje poměr nhodilých celkových ztížení χ poměr nhodilých ztížení k, u desky má tké vliv stupeň vyztužení. Ob konstrukční prvky nvržené podle lterntivy A, popř. B, mjí pro stejné poměry ztížení χ k téměř shodnou spolehlivost. Ve všech přípdech je spolehlivost obou prvků nvržených postupem A větší než při postupu B. Postupem A lze v některých přípdech dosáhnout podsttně vyšších indexů spolehlivosti, než je hodnot 3,8 doporučená podle pren 990 []. Návrh konstrukce postupem A může být všk v těchto přípdech neekonomický. Ukzuje se, že nejvyrovnnější indexy spolehlivosti β pro běžné hodnoty poměru χ (v rozmezí poměru ztížení od 0, do 0,6) poskytuje postup B, který je tedy vhodnější než součsně zvedený postup D. Při zvedení pren 990 [] do soustvy českých norem lze tedy doporučit postup B (γ G = =,35, g Q =,5). 6. Závěrečná poznámk Rozbory spolehlivosti konstrukcí nvržených z různých mteriálů klibrcí ukztelů spolehlivosti v národních normách se nyní nezbývjí jen členské země CEN, všk provádějí se i v dlších mimoevropských státech []. Je zřejmé, že zprcování soustvy opertivních evropských norem, jež se budou používt pro nvrhování konstrukcí téměř v celé Evropě, je velmi složité. Při probíhjící trnsformci přednorem (ENV) n opertivní evropské předpisy EN se totiž upltňují národní trdice, nové pozntky tké zájmy jednotlivých členských zemí CEN. Ukzuje se, že si bude moci kždá země stnovit národní úroveň spolehlivosti konstrukcí nvrhovných podle eurokódů prostřednictvím svých národních příloh, to n zákldě výběru z lterntivních postupů, doporučením hodnot různých druhů ztížení ukztelů spolehlivosti. Dosud provedené národní i mezinárodní rozbory všk nznčují, že by se hodnoty různých druhů ztížení ukztelů spolehlivosti, jež doporučuje nová generce eurokódů, měly národně měnit teprve po pečlivých rozborech. Nové eurokódy totiž poskytují v mnoh přípdech vyšší spolehlivost konstrukcí než národní normy. Uvedené příkldy dvou prvků vyrobených z betonu oceli potvrzují výsledky studií [7] ž [9], že spolehlivost konstrukcí nvržených podle EN je vyšší než spolehlivost při návrhu podle stávjících ČSN i ČSN P ENV. Očekávný národní výběr zákldní kombince ztížení, dílčích součinitelů chrkteristických hodnot některých druhů ztížení pro trvlou dočsnou návrhovou situci může všk tuto okolnost změnit. Jde o náročné rozhodnutí, které může mít tké širší obchodní ekonomické důsledky [8]. Proto je třeb dosud provedené rozbory doplnit o dlší studie spolehlivosti složitějších konstrukčních prvků vyrobených z různých mteriálů získné výsledky porovnt s dostupnými mezinárodními pozntky. Cílem těchto rozborů je připrvit potřebné podkldy pro zprcování národní přílohy k EN 990 [], jejíž zvedení do soustvy ČSN EN lze očekávt již v příštím roce. Tto studie vznikl jko součást řešení výzkumného záměru CEZ: J04/98: Rizikové inženýrství spolehlivost technických systémů podporovného z prostředků MŠMT. Litertur [] Finl Drft pren 990 Eurocode Bsis of Structurl Design (Zásdy nvrhování konstrukcí). Prcovní mteriál CEN/TC 50, červenec 00. [] Finl Drft pren 99-- Eurocode : Actions on Structures Prt -: Generl Actions Densities, Self-Weight, nd Imposed Lods for Buildings (Objemové tíhy, vlstní tíhy užitná ztížení budov). Prcovní mteriál CEN/TC 50/SC, červenec 00. [3] NKB Committee nd Work Reports. Bsis of Design of Structures. Proposl for Modifiction of Prtil Sfety Fctors in Eurocodes [4] Bsis of Design of Structures. Proposl for Modifiction of Prtil Sfety Fctors in Eurocodes, SAKO; Joint Committee of NKB nd INSTA-B. [5] ČSN P ENV 99- Zásdy nvrhování ztížení konstrukcí, Část : Zásdy nvrhování. ČSNI, 996 Změn, 997. [6] Holický, M. Mrková, J.: Spolehlivost betonových konstrukcí podle ČSN Eurokódů. Betonářské dny, Prdubice 000, s [7] Holický, M. Holická, N.: Očekávné důsledky zvádění nových evropských předpisů v České republice. Ocelové konstrukce, 000, č. 3, s [8] Holický, M.: Vliv dílčích součinitelů n spolehlivost ocelového táhl. Stvební obzor, 0, 00, č., s [9] Holický, M. Mrková, J.: Zásdy nvrhování podle nových evropských předpisů lterntivní postupy v EN 990. Betonářské dny, Prdubice, 00. [0] ČSN P ENV 99-- Nvrhování betonových konstrukcí, Část : Obecná prvidl prvidl pro pozemní stvby. ČSNI, 994. [] ČSN P ENV Nvrhování ocelových konstrukcí, Část.: Obecná prvidl prvidl pro pozemní stvby. ČSNI, 994. [] Hr, T.R. Retief, J.V.: Development of Methodology for Structurl Code Clibrtion, University of Stellenbosch, 000. Holický, M. Mrková, J.: The Influence of Alterntive Procedures in EN 990 on Structurl Relibility The bsic Europen stndrd for the design of building structures pren 990 presents lterntive procedures for the determintion of effects of loding which should be solved in ntionl nnexes prepred by CEN member sttes. Determintion of the bsic combintion of loding nd prtil coefficients of loding for the permnent s well s trnsient design situtions ppers to be one of the mjor issues. PrEN 990 gives three lterntive procedures for such situtions. Exmples of reinforced concrete slb nd steel tie suggest tht procedures recommended by pren 990 led to differing levels of relibility of structures. They re, though, usully higher thn relibility levels chieved with the use of the current ČSN P ENV 99-. Further clibrtion studies hve proved to be necessry for the preprtion of the ntionl nnex to pren 990. Holický, M. Mrková, J.: Einfluss lterntiver Verfhren in der EN 990 uf die Zuverlässigkeit von Konstruktionen Die grundlegende europäische Norm für den Entwurf von Bukonstruktionen, die pren 990, führt lterntive Verfhren für die Bestimmung der Wirkung einer Belstung n, über die in ntionlen Anlgen der einzelnen Mitgliedsländer der CEN entschieden werden soll. Eine wichtige Frge ist die Bestimmung der Grundkombintion der Belstung und der Teilbelstungsfktoren für eine duernde und uch eine zeitweilige Entwurfssitution, für die in der pren 990 drei lterntive Verfhren ngegeben sind. Die Beispiele einer Sthlbetonpltte und eines Sthlzugstbs deuten n, dss die in der pren 990 empfohlenen Verfhren zu unterschiedlichen Niveus der Zuverlässigkeit der Konstruktion führen, die jedoch in den meisten Fällen höher ls die Zuverlässigkeit beim Verfhren nch der gegenwärtigen ČSN P ENV 99- liegen. Es erweist sich, dss für die Berbeitung der ntionlen Anlge zur pren 990 weitere Klibrierungsstudien unerlässlich sind.

8 STAVEBNÍ OBZOR /00 37 Dynmická odezv způsob porušování cihelných příček při výbuchu plynu uvnitř budovy doc. Ing. Dniel MAKOVIČKA, DrSc. ČVUT Kloknerův ústv Prh Ing. Dniel MAKOVIČKA Sttik dynmik konstrukcí Kutná Hor Příspěvek je změřen n nlýzu zákonitostí odezvy cihelné příčkové konstrukce při výbuchu metnovzdušné plynné směsi z jejím rubem. Předpokládá se, že dob působení přetlku od výbuchu plynné směsi je srovntelná se zákldní vlstní periodou ztížené zděné konstrukce příčky tlky generovné výbuchem jsou blízké mezi porušení konstrukce. Příspěvek je zložen n vrintních dynmických výpočtech odezvy obdélníkové konstrukce zděné příčky pro experimentální ověřování její únosnosti. Jsou odvozeny principy porušování zděné konstrukce pro tento typ reltivně dlouhého působení výbuchu plynovzdušných směsí v návznosti n výsledky experimentů n zděných konstrukcích při ztížení reltivně velmi krátkou rázovou vlnou.. Úvod Při výbuchu náloží nebo plynovzdušných směsí nejrůznějšího typu jsou stvební konstrukce ztěžovány rázovou vlnou s velmi strmým čelem rázové vlny dobou trvání řádově v milisekundách ž desetinách sekundy. Tto ztížení působí n přehrdní konstrukce, které jsou ztíženy dynmicky, to bu vysoko nd mezí jejich únosnosti, jehož důsledkem je jejich hvrijní destrukce, nebo pod mezí únosnosti při rozvoji pružných trvlých deformcí, popř. součsně se vznikem nehvrijních poruch (trhlin). Z hledisk poznání je význmná především nehvrijní odezv těchto přehrdních konstrukcí, změřená n zefektivnění nvrhování konstrukcí odolných teroristickému ohrožení, hvrijním výbuchům v průmyslových objektech i v bytových konstrukcích, npř. při výbuších propn-butnových směsí. Předmětem příspěvku je nlýz zákonitostí přetváření porušování jednoduché cihelné zdi klsického formátu při výbuchu plynné metnovzdušné směsi z jejím rubem, odpovídjící npř. výbuchu plynu v domácnosti. Předpokládá se, že cihelné příčky budou v dlší etpě prcí ověřovány, to jk při výbušných přetlcích způsobujících pouze jejich pružné přetváření, tk postupně i při tlcích vedoucích ž k porušení zdiv destrukci příčky. Proto byly i rozměry v příspěvku nlyzovné příčkové zdi přizpůsobeny možnostem experimentálního ověření stejné příčky v dlší etpě prcí. V již publikovných prcích [], [3], [5] byl řešen především problemtik ztížení zdiv účinky výbuchu pevných náloží v reltivně mlé (několikmetrové) vzdálenosti výbuchu od přehrdní konstrukce, které jsou chrkterizovány velmi krátkým působením přetlku v řádu několik milisekund. Cílem součsných studií je nlýz odezvy konstrukce při působení přetlku od výbuchu plynné směsi, jehož trvání je srovntelné se zákldní vlstní periodou ztížené cihelné konstrukce příčky, tedy v desetinách, popř. setinách sekundy, tlky generovné výbuchem jsou vrintně v pružné oblsti ž postupně v blízkosti meze porušení konstrukce. N zákldě vrintních výpočtů jsou odvozeny závěry vedoucí k prohloubení poznání chrkteristik celého jevu prmetrů odezvy jednoduché cihelné příčkové konstrukce.. Mechnické chrkteristiky cihelné zdi Pro stnovení pevnostních chrkteristik zdiv byl použit ustnovení ČSN 73 0 [7]: Cihly plné (CP): formát mm, objemová hmotnost 800 kg/m 3, pevnostní oznčení cihel P0, pevnost v tlku 0 MP, pevnost v thu z ohybu,7 MP. Mlt vápenná znčky 0,4 ~ 0,5, pevnost v tlku po 8 dnech 0,4 ~ 0,5 MP. Výsledné chrkteristiky zdiv: ) pevnost v dostředném mimostředném tlku při porušení ve spárách R d = 0,9 MP; b) pevnost v thu z ohybu v rovné spáře R tfd = 0,0 MP; c) pevnost ve smyku R qd = 0,0 MP, pro α = 500 podle tb. 6 ČSN 73 0, k m =, podle čl. 38 ČSN 73 0; d) tečnový modul přetvárnosti pro σ = R d (npětí n mezi pevnosti) σ Edef = α k = = m Rd,,,, km R d = 536= MP; 536 MP; e) sečnový modul přetvárnosti pro rozmezí npětí 0,66 k m R d σ k m R d,5 MP σ,89 MP, σ Edef =, α k 5 m Rd =, km R d =, = 500, 500, 0, 9, 0, 683, 9 0=, = MP; 774 MP; f) modul pružnosti neporušené nové konstrukce (velmi přibližně) E = ( ~ 0,5) E def = ( ~ 0,5) 536 = 536 ~ 68 MP; g) modul přetvárnosti zdiv ve smyku G def = 0,4 E def = 0,4 536 = 4 MP;

9 38 STAVEBNÍ OBZOR /00 h) Poissonovo číslo ν = 0,5. Rozměry cihelné příčky byly uvžovány mm. 3. Ztížení Pro geometrii místnosti (prostoru, určeného k zplynování odstřelu) z rubem nlyzovné zdi byl v rámci spolupráce n řešeném projektu výpočtem stnoven intenzit čsový průběh tlkového ztížení n rubu nlyzovné zdi od výbuchu metnové směsi [6]. Výbuchový tlk pro dnou konfigurci dosáhl 8,0 kp. Čsový průběh v normlizovném tvru je uveden n obr. jko funkce g (t). Pro lterntivní výpočty odezvy byl použit stejný mximální přetlk 8,0 kp, le s čsově krtším průběhem g (t) g 3 (t) (ve skutečnosti výsledný přetlk smozřejmě závisí nejen n konfigurci prostoru z rubem nlyzovné zdi, le tké n koncentrci plynné směsi, zplnění místnosti pod. [4]). Obr.. Vrintní ztížení cihelné zdi závislost normlizovného přetlku p* působícího ztížení od účinků výbuchu n čse t 4. Dynmická odezv zděné konstrukce Při dynmickém působení ztížení kolmo n střednici deskostěnové konstrukce zděné příčky se tto konstrukce chová jko ohýbná deskostěn. O velikosti odezvy kromě chrkteristik ztížení rozhoduje tuhost konstrukce, jež je chrkterizován, kromě tlouš ky zdiv osttních rozměrů konstrukce jejích okrjových podmínek, tké velikostí modulu pružnosti E zdiv, který všk podle normy pro nvrhování je znám ve znčně širokých mezích n rozdíl od osttních veličin, tedy rozměrů konstrukce, jejích okrjových podmínek pod. Z tohoto důvodu byl sledován vliv modulu E n nldění konstrukce (rozložení vlstních frekvencí, zvláště nejnižší první vlstní ohybové frekvence mísovitý tvr průhybu deskostěny) pro dv různé typy okrjových podmínek (vetknutí po celém obvodu zdi vrintně kloubové uložení rovněž po celém obvodu zdi, viz obr. ). Obr.. Závislost první vlstní frekvence f () n modulu pružnosti E způsobu podepření Obr. 3. Čsový průběh odezvy v npětí σ deskové konstrukce cihelné zdi kloubově podepřené po celém obvodu pro vybrné tři body ve střední části zdi mximální přetlk 8,0 kp pro ztížení, popsné funkcí g, b pro funkci ztížení g, c pro funkci ztížení g 3

10 STAVEBNÍ OBZOR /00 39 N bsolutní velikost odezvy konstrukce má vliv její útlum. I tto chrkteristik bývá znčně proměnlivá v závislosti n kvlitě zdiv (zejmén n kvlitě vyplnění spár mezi cihlmi, míře lokálních poruch, tím i homogenitě konstrukce, pod.). V nšem přípdě jsme uvžovli podle doporučení ČSN logritmický dekrement útlumu hodnotou θ = 0, vrintně hodnotou poloviční θ = 0,06 pro kvlitní homogenní konstrukci. N obrázku 3 je vynesen čsový průběh odezvy v npětí σ x pro kloubové podepření desky po celém obvodu, útlum θ = 0,06, mximální přetlk 8,0 kp, le různá dob působení ztížení (podle obr. ): pro funkci g cc,90 s, pro funkci g cc 0,95 s, pro funkci g 3 cc 0,9 s. Čsový průběh odezvy v npětí σ x (kolmo n vodorovnou spáru mezi cihlmi) je vynesen ve střední části konstrukce (bod č. 35 je ve středu stěny, bod č. 46 v polovině výšky levé čtvrtině šířky, bod č. 89 v dolní čtvrtině výšky v polovině šířky). Dominntní první vlstní frekvence pro tento model je,5 Hz této frekvenci odpovídjící vlstní period 0,08 Hz. Z porovnání doby působení ztížení s vlstní periodou je zřejmé, že pokud vlstní period je znčně mlá (proti době působení ztížení), je pro odezvu konstrukce dominntní kvzisttická složk působení ztížení kopírující čsový průběh ztížení tvr ztěžujícího impulsu [], [3], [5]. N tento kvzisttický průběh je superponovná dynmická složk odpovídjící svou frekvencí dominntní vlstní frekvenci konstrukce viz vliv funkce g. U funkce g 3 je dob působení ztížení srovntelná s dominntní vlstní periodou konstrukce, tk ve tvru odezvy převládá dynmická složk odezvy právě s frekvencí této dominntní vlstní frekvence konstrukce, ztímco vliv tvru ztěžujícího impulsu n velikost tvr odezvy je znedbtelný. Obr. 4. Závislost mximální výchylky y n modulu pružnosti zdiv E pro kloubové podepření po obvodu zdi mximální přetlk 8,0 kp funkce ztížení g ž g 3 Z obrázku 5 je zřejmé, že velikost odezvy konstrukce v npětí ovlivňuje především nldění konstrukce, tedy poměr vlstní periody doby působení ztížení, vyjádřené funkcemi ztížení g ž g 3. Vliv tuhosti konstrukce n velikost odezvy je vynesen n obr. 5 jko závislost modulu pružnosti E n npětí ve zdivu σ x σ y (σ x je npětí kolmo n vodorovnou spáru mezi cihlmi, tedy ve svislém směru, σ y je npětí kolmo n svislé zlomené spáry mezi cihlmi, tedy ve vodorovném směru). Je zřejmé, že n rozdíl od výchylky y (obr. 4) je npětí reltivně nezávislé n míře přibližnosti určení modulu pružnosti E (smozřejmě pro rozumné rozmezí modulů v desítkách procent). Obr. 5. Závislost npětí σ x σ y n modulu pružnosti zdiv E pro kloubové podepření po obvodu zdi mximální přetlk 8,0 kp funkce ztížení g ž g 3 5. Porušení zdiv Při dynmickém ztížení zděná konstrukce zkmitá v některém ze svých vlstních tvrů nebo v jejich superpozici. Pro velmi dlouhé čsové průběhy ztížení je ve srovnání s nejnižší vlstní frekvencí konstrukce dominntním vlstním tvrem právě tto nejnižší frekvence. V kolmém směru n rovinu styku vznikjí ve spárách mezi jednotlivými cihlmi thová nebo tlková npětí v důsledku ohybu konstrukce, smozřejmě s výjimkou uzlových linií příslušného tvru kmitání. Ve směru rovin styků mezi cihlmi (vodorovné i svislé) pk smyková npětí v mltě mezi cihlmi. Dynmická thová, tlková smyková npětí ve spárách mezi cihlmi zděné příčky, způsobená účinkem tlkové vlny, jsou superponován n sttické předpětí zdiv (v tlku) tíhou ndložního zdiv, popř. dlších konstrukcí n zdivu oszených. Z oddílu je zřejmé, že sttická únosnost zdiv v thu je velmi mlá. Pro dynmická npětí můžeme uvžovt s vyšší dynmickou mezí pevnosti, nicméně podle závěrů již provedených experimentů je při tomto typu ztížení dynmická mez pevnosti mlty v thu nižší než 0, MP. O porušení zdiv vzniku prvních trhlin ve spárách mezi cihlmi rozhoduje hlvní thové npětí v mltě ve spáře. Do vzniku prvních trhlin je vzth npětí/deformce téměř lineární (tto linerit byl potvrzen experimentálně v prcích [], [], [5]). Mezní thové npětí, které rozhoduje o porušení konstrukce při tomto typu ztížení, je význmně nižší v porovnání s únosností v tlku, tkže chyb vyplývjící z možné nelinerity funkce npětí/deformce je mlá (pokud je konstrukce dosttečně předepnut velkou vlstní tíhou ndložního zdiv). Před vznikem trhlin ve spárách je konstrukce dosttečně přesně popsán fyzikálními chrkteristikmi dpovídjícími pružným deformcím konstrukce průhybová ploch odpovídá dominntním vlstním tvrům kmitání jejich superpozici. Při prvních trhlinách dojde ke skokové změně velikosti vlstních frekvencí jko důsledek změny okrjových podmínek konstrukce. Dále dochází k význmné změně modulu pružnosti, jeho hodnot klesne přibližně o 0 % proti počáteční hodnotě [], [5]. Tento postup se opkuje při vzniku dlší série mikrotrhlin ž do okmžiku kolpsu konstrukce. Díky i mlému předpětí zdiv vlstní tíhou nezpůsobí zprvidl první skupiny trhlin ve spárách kolps zděné konstrukce. Z porovnání jednotlivých čsových průběhů odezvy n obr. 3 je zřejmé, že chrkter odezvy pro dlouhé versus krátké doby působení ztížení má význmný vliv n okmžik porušení zdiv. Pro zdivo je nejnebezpečnější srovntelná

11 40 STAVEBNÍ OBZOR /00 velikost doby dominntní vlstní periody konstrukce doby působení ztížení. Při vzniku této rezonnce nebo v jejím blízkém okolí dochází k rozkmitání konstrukce se střídvým thovým tlkovým nmáháním zdiv při obou površích, které vede k oboustrnnému rozevírání trhlin. Únosnost konstrukce při tkovémto způsobu ztížení je nejmenší. Jk již bylo řečeno, vznik prvních trhlin zprvidl nevede ke kolpsu (destrukci) zdiv. K hvárii zděné konstrukce [] dochází při dosžení nebo překročení úhlu ψ ntočení ohybové čáry ve středu rozpětí nebo v blízkosti podpor (obr. 6) dného mezní hodnotou ψ 0,6 ž,0. (Tento úhel je tvořen tečnmi ke střednici deformovné konstrukce. Pro nesymetricky působící ztížení, npř. pro dlouhé stěnové příčky nebo pro vyšší tvry kmitání s kmitnmi ve více bodech konstrukce, nemusí pltit ψ = ψ, jk to je splněno pro první vlstní tvr kmitání pro oboustrnně vetknutou krátkou konstrukci.) V nšem přípdě při kloubovém uložení okrjů příčkové deskové konstrukce mezní úhel ψ odpovídá průhybu ve směru působícího ztížení ve středu příčkové desky 30 ž 50 mm. 68 ž 536 MP podle nší normy se zděná konstrukce příčky nezhroutí při dosžení npětí 0, MP, zjištěného lineárně pružným výpočtem, le ž při npětí ž 5 MP, tedy řádově vyšším. Spolehlivost výpovědi o hvárii celé konstrukce tedy závisí n vlivu skutečných vlstností konstrukce, popsných zejmén modulem pružnosti zdiv E. 6. Závěr Příspěvek je změřen n nlýzu odezvy zděné cihelné konstrukce při ztížení přetlkem od výbuchu plynovzdušných směsí s dobou působení přetlku srovntelnou s nejnižší vlstní periodou kmitání cihelné příčkové konstrukce. Je porovnán způsob odezvy konstrukce při reltivně dlouhém působení přetlku s odezvou n krátký impuls od výbuchu pevných náloží v blízkosti zděné konstrukce. Dále je porovnán vliv okrjových podmínek vliv přesnosti stnovení mteriálových chrkteristik, zejmén pk modulu pružnosti zdiv n velikost průběhů npětí ve spárách cihelného zdiv velikost průhybů. Konečně je diskutován způsob porušení, to jk vznik prvních trhlin v konstrukci, tk kolps celé konstrukce v závislosti n thovém npětí ve spárách n průhybech konstrukce. Společně s předchozími teoreticko-experimentálními prcemi je studie změřen n zkvlitnění poznání porušování zděných konstrukcí při rázovém ztížení účinky výbuchu. Práce n této problemtice je podporován grntovým projektem č. 03/0/0039 GA ČR Modelování účinků tlkových polí při hvrijních výbuších plynů v uzvřených objektech n stvební konstrukce. Obr. 6. Úhel ntočení střednice příčky ψ (popř. ψ nebo ψ ) od účinku ztížení vedoucí k hvárii konstrukce kloubové uložení, b vetknutí N obrázku 7 je vyznčeno do lineární závislosti npětí σ n průhybu y ve vzthu k modulu pružnosti konstrukce E, vyjdřující společně s tlouš kou konstrukce vliv její tuhosti, meze odpovídjící vzniku prvních trhlin (podle hlvních npětí) ve spárách mez odpovídjící kolpsu konstrukce podle úhlu ψ. Údje pro obr. 7 byly vypočítány pro pružné nmáhání konstrukce po vzniku prvních trhlin je tedy velikost npětí σ hodnotou pouze idelizovnou neskutečnou, odpovídjící neporušené konstrukci. Přesto všk je zřejmé, že při nejistotě ve stnovení modulu pružnosti zdiv v rozmezí Litertur [] Koloušek, V. kol.: Stvebné konštrukcie nmáhné dynmickými účinkmi. Brtislv, SVTL 967. [] Mkovičk, D.: Filure of Msonry Under Impct Lod Generted by n Explosion. Act Polytechnic, Vol. 39, No. /999, pp [3] Mkovičk, D.: Shock Wve Lod of Msonry Structure nd Hypothesis of Its Filure. In: Trnsction of 5th Interntionl Conference on SMiRT 5 (Structurl Mechnics in Rector Technology), Volume VII, Seoul, 999, pp [4] Mkovičk, D.: Explosion Hzrd to Buildings nd Design Lod Prmeters. In: Jones, N., Brebbi, C.A.: Structures Under Shock nd Impct VI. Southmpton, WIT Press 000, pp [5] Mkovičk, D.: Filures of Msonry Structures by Explosion Effects. CTU Reports, Theoreticl nd Experimentl Reserch in Structurl Engineering, 000, Vol. 4, pp [6] Podstwk, T. Jnovský, B. Horkel, J. Vejs, L.: Modelování účinků tlkových polí při výbuších plynů v uzvřených objektech n stvební konstrukce I. etp. In: Požární ochrn 00, Ostrv, VŠB-TU, s [7] ČSN 73 0 Nvrhování zděných konstrukcí. ČSNI, 980. Obr. 7. Závislost ohybového npětí σ deskové konstrukce cihelné příčky n jejím průhybu y ve středu rozpětí modulu pružnosti E zdiv včetně zkreslení kritérií pro vznik prvních trhlin porušení konstrukce jejím zhroucením Mkovičk, D. Mkovičk, D. jr.: Dynmic Response nd Wy of Dmging Brick Prtitions by Gs Explosion Inside Buildings This pper nlyzes the lws of response of brick prtition structures during explosion of methne nd ir mixture behind their bck. The time of overpressure ction fter the gs mixture explosion is ssumed to be comprble with the bsic period of the loded brick structure of the prtition. Also, explosion-generted pressures re ssumed to be close to the limit of filure of

12 STAVEBNÍ OBZOR /00 4 the structure. This pper is bsed on lterntive dynmic clcultions of the response of the rectngulr structure of the brick prtition for testing its lodbering cpcity. Principles of dmging brick structures re derived for this type of reltively long effects of gs nd ir mixture explosion. Results of erlier experiments mde with brick structures loded by reltively very short shock wve re lso used. Mkovičk, D. Mkovičk, D. jr.: Dynmische Antwort und die Art und Weise der Beeinträchtigung von Ziegeltrennwänden bei einer Gsexplosion innerhlb eines Gebäudes Der Beitrg ist uf die Anlyse der Gesetzmäßigkeit der Antwort einer Ziegeltrennwndkonstruktion bei der Explosion eines Methn-Luft-Gemisches n deren Rückseite usgerichtet. Es wird ngenommen, dss die Einwirkungsduer des Überdrucks b dem Moment der Explosion des Gsgemisches mit der eigentlichen Grundperiode der Belstung der gemuerten Konstruktion der Trennwnd vergleichbr ist und dss die durch die Explosion generierten Drücke nhe der Bruchgrenze der Konstruktion liegen. Der Beitrg bsiert uf Vrinten dynmischer Berechnungen der Antwort einer Rechteckskonstruktion der gemuerten Trennwnd für die experimentelle Überprüfung ihrer Trgfähigkeit. Es werden Prinzipien der Störung der Muerwerkskonstruktion für diesen Typ einer reltiv lngen Wirkung der Explosion des Gs-Luft-Gemisches in Abhängigkeit von den Ergebnissen früherer Experimente n Muerwerkskonstruktionen bei Belstung durch eine reltiv sehr kurze Stoßwelle bgeleitet. Úspěšná mediální společnost působící v oblsti reklmy se sídlem v Prze hledá kvlifikovné kndidáty n hlvní prcovní poměr pro pozici KOORDINÁTORA PROJEKTŮ VÝROBA Náplní Vší práce bude zejmén spolupráce s projekčními kncelářemi z účelem vyprcování výrobní dokumentce pro ocelové konstrukce osttní zřízení, vyhledávání koordince výrobních firem, vyjednávání smluvních podmínek, kontrol kvlity dodržování termínů dlších podmínek výrobního procesu instlce. Poždujeme: SŠ/VŠ vzdělání technického směru možnost prcovt n plný prcovní úvzek prxe v oboru schopnost domluvit se v AJ systemtický, nlytický pečlivý přístup k práci schopnost prcovt nezávisle, zároveň jko součást týmu orientce n výsledky vysoké prcovní nszení řidičský průkz B Uvítáme: znlost progrmu AutoCAD Nbízíme: trktivní finnční ohodnocení + systém bonusů n zákldě kvlity práce smosttnou práci profesní růst závisející n Všich schopnostech ocenění kvlitně odvedené práce V přípdě zájmu o tuto pozici zšlete Vše písemné nbídky doplněné strukturovným životopisem n emilovou dresu Koordintor.Projektu@seznm.cz nebo je fxujte n číslo 0/ Pro podrobnější informce kontktujte sl. Hldkou n telefonním čísle 0/ Ocelové konstrukce v Prze Ktedr ocelových konstrukcí Fkulty stvební ČVUT v Prze pokrčuje v pořádání odborných seminářů věnovných ktuálním témtům prxe ocelových konstrukcí. Příští celodenní seminář se bude kont v úterý n Fkultě stvební ČVUT, Thákurov 7, 66 9 Prh 6 (spojení metro A, stnice Dejvická, prkoviště osobních utomobilů u fkulty). Progrm přednášek: Změn ČSN Poždvky n celistvost konstrukcí při výbuchu Spřžený ocelobetonový příhrdový nosník Stbilit při ohybu méně běžné přípdy Styčníky ocelových konstrukcí Nvrhování tenkých stěn podle evropské normy Únv křehký lom Požární návrh Vystoupení předstvitele ČAOK Součsný stv v normlizci OK Diskuse s účstníky Přednášet budou učitelé ktedry ocelových konstrukcí. Seminář je zřzen do systému vzdělávání ČKAIT. Vložné 500 Kč zhrnuje účst n semináři, sborník, občerstvení oběd v menze. Přihlášky n lze získt n drese: klinov@fsv.cvut.cz

13 4 STAVEBNÍ OBZOR /00 Konzervtivní proximce mezní plochy vysokocyklové čsovné pevnosti vrubovné součásti její grfická interpretce prof. Ing. Miln HÝČA, DrSc. ČZU Technická fkult Prh Článek uvádí konzervtivní proximci mezní plochy vysokocyklové čsovné pevnosti vrubovné součásti se zřetelem k velikosti vrubového činitele symetrie cyklů nmáhání. Vychází z klsické proximce Wöhlerovy křivky npětí s poždovnou prvděpodobností přežití při souměrném střídvém cyklu nmáhání, Goodmnovy lineární proximce vlivu zmíněné symetrie cyklů nmáhání z předpokldu nezávislosti vrubového činitele n počtu cyklů. Jko příkld grfické interpretce jsou uvedeny Highovy digrmy vrubovných součástí z ušlechtilé uhlíkové oceli, nmáhných periodickým them/tlkem při různé únvové životnosti různé velikosti vrubového činitele. Nvržených podkldů lze užít k rychlé nlýze řdy problémů v konstrukční výpočtářské prxi, tedy i při zjiš ování vyšší inherentní spolehlivosti konstrukčních částí v oblsti vysokocyklové čsovné pevnosti. N N ; N σ m 0; σ Kt β je únvová životnost (počet cyklů nmáhání do porušení), střední npětí cyklu nmáhání, vrubový činitel (obecněji, redukční činitel respektující vliv vrubů, jkost povrchu velikost součásti), σ F = ζ. σ Pt fiktivní pevnost [7] (th/tlk ζ =, σ Kt C ohyb ζ =,5,7, kroucení ζ = 0,7 0,8); mez kluzu. Význm osttních veličin je zřejmý z obr., kde σ (N; 0) = = σ (N; σ m = 0) je mezní mplitud kmitu npětí hldkého. Úvod Článek je věnován konzervtivnímu výpočtu vysokocyklové čsovné pevnosti vrubovných konstrukčních částí při mechnické únvě se zřetelem k symetrii cyklů jednostupňového deterministického periodického nmáhání, jehož střední npětí zkrcuje únvovou životnost, resp. snižuje únosnost. Východiskem je znlost Wöhlerovy křivky únvové životnosti s poždovnou prvděpodobností přežití při měkkém ztěžování hldkého vzorku souměrným střídvým cyklem poždovného způsobu nmáhání. Vliv symetrie cyklů je respektován, při monolineární proximci příslušné části zmíněné křivky, v rámci Goodmnovy lineární proximce se zřetelem k citlivosti mteriálu k této symetrii, tj. zvedením fiktivní pevnosti σ F. Vliv vrubů je respektován volbou konstntní velikosti vrubového činitele β, který je tedy zveden stejně jko v oboru pevnosti trvlé, tj. jko β = σ c /σ c *, kde σ c je trvlá pevnost hldkého vzorku σ c * = = trvlá pevnost konstrukční části s vruby. Obr.. Wöhlerov křivk npětí (úsek vysokocyklové čsovné pevnosti) vzorku mteriálu při σ m = 0, N = N C = je báze počtu kmitů při jednostupňovém deterministickém periodickém nmáhání. Prostorové znázornění uvžovné mezní plochy vysokocyklové čsovné pevnosti uvádíme v obr., kde g f N 0 N w C ( N ) = σ ( N, )., C (3) σ F σ Kt β = f ( N ), (4) β. σ f ( N, ) F ( N ). Zákldní závislosti Mtemtický model vysokocyklové čsovné pevnosti σ * vrubovných konstrukčních částí, formulovný z uvedených zjednodušujících předpokldů, lze odvodit ve tvru [] σ kde ( N ; σ ) m σ = min β w = log σ ( N ; 0) C σ m N σ N F log( NC N) ( N, 0) σ ( N, 0) C C, w ; σ σ, Kt m () () Obr.. Prostorové znázornění konzervtivní proximce () (5) mezní plochy vysokocyklové čsovné pevnosti vrubovné součásti

14 STAVEBNÍ OBZOR /00 43 h ( N, β ) ( N ) ( N ) β. σ Kt f = σ F. (5) β. σ f F N zákldě mtemtického modelu () (5) lze řešit mnoho úloh při posuzování i konzervtivní predikci únvové životnosti, únosnosti bezpečnosti vrubovných konstrukčních částí v oblsti vysokocyklové čsovné pevnosti při jednostupňovém deterministickém periodickém nmáhání s různou nesymetrií cyklu. Tyto úlohy lze rozdělit do několik skupin: prmetrická nlýz vlivu vstupních dt z hledisk únosnosti, životnosti bezpečnosti, určení mezní velikosti chrkteristik cyklů nmáhání při předepsné životnosti bezpečnosti, určení mezní velikosti vrubového činitele při předepsné životnosti bezpečnosti, určení životnosti při předepsné bezpečnosti dné velikosti vrubového činitele, určení bezpečnosti při poždovné životnosti dné velikosti vrubového činitele. Početní řešení jednotlivých úloh poskytují rychlou rámcovou odpově n řdu otázek ve výpočetní i konstrukční prxi lze jich využít k zjištění vyšší inherentní spolehlivosti konstrukčních částí. Přehlednou informci umožňuje grfická interpretce těchto řešení ve formě nomogrmů. Formulce podkldů k řešení všech uvedených úloh, resp. jejich nomogrfická interpretce, jsou podmíněny znlostí pouze šesti chrkteristických hodnot mteriálu veličin popisujících jeho Wöhlerovu křivku při uvžovném souměrném střídvém nmáhání, to σ Kt, σ F, N, σ (N ; 0), N C, σ (N C ; 0). (6) Jko příkld sestrojme Highovy digrmy vrubovných součástí z ušlechtilé uhlíkové oceli 060.6, nmáhných periodickým them/tlkem, kdy pro veličiny (6) pltí [8] σ Kt = 440 MP, σ = 60 MP, N =0 5, σ (N ; 0) = 60 MP, () N C =0 7, σ (N C ; 0) = 0 MP. Tyto digrmy, sestrojené pro N = 0 5, 0 6, 0 7, () β =,,5,, 3, 4 (3) doplněné izoliniemi prmetrů σ m 0; 0 (4) σ B ( N, β ) = B h( N, β ); g( N, β ) σ h 50; σ Kt (5) uvádíme v obr. 4. Poznmenejme, že pro poměr σ m /σ pltí σ m + R =, σ R je obvykle uváděný součinitel nesymetrie cyklu nmáhání. (6) σ d σ m σ kde R = = ; 0, 90 (7) σ σ σ + h ( ), D = D( σ Kt ; 0). m (9) (0) V závislosti n typu úlohy je třeb dále zdt i některé z veličin σ m, σ, σ h, σ m /σ, σ d /σ h, β, N, k, (7) kde σ h = σ m + σ, σ d = σ m σ k = bezpečnost. 3. Konstrukce Highových digrmů Dále uvedeme podkldy pro konstrukci Highových digrmů pro periodicky nmáhné vrubovné součásti při různé únvové životnosti N různé velikosti vrubového činitele β v souřdnicích σ m, σ, resp. σ m /σ σ h. Pro krtézské souřdnice vrcholů A, B D Highov digrmu lze n zákldě () (5) při oznčení podle obr. obr. 3 odvodit A ( N, ) ( N ), f β = A 0 ; (8) β Obr. 4. Highovy digrmy pro N N ; N C β ; 4 izolinie σ m /σ σ h v souřdnicích σ m, σ Obr. 3. Highovy digrmy při pevném β při N = N, N N ; N C N = N C vymezení oblsti vysokocyklové čsovné pevnosti trvlé pevnosti Obr. 5. Highovy digrmy pro N N ; N C β ; 4 v souřdnicích σ m /σ, σ h

15 44 STAVEBNÍ OBZOR /00 Uvedené digrmy, trnsformovné do souřdnic (4), (5), jsou znázorněny v obr. 5. Izolinie σ m 50; 400 (8) σ 50; 50 (9) jsou v těchto souřdnicích znázorněny v obr Závěr Nvržené teoretické podkldy umožňují rovinné grfické znázornění konzervtivní proximce mezní plochy vysokocyklové čsovné pevnosti vrubovné součásti při různé velikosti vrubového, resp. redukčního činitele různé nesymetrii cyklů nmáhání. Tyto podkldy lze použít k rychlé nlýze řdy úloh při určování únosnosti, únvové životnosti, bezpečnosti, mezní velikosti chrkteristik cyklů nmáhání i mezní velikosti vrubového, resp. redukčního činitele vrubovných konstrukčních částí při jednostupňovém deterministickém nmáhání s různým stupněm nesymetrie cyklu. Mohou být též východiskem k formulci některých kvntittivních i kvlittivních závěrů, jež z Highových digrmů přímo nevyplývjí. Obr. 6. Izolinie σ σ m v souřdnicích σ m /σ, σ h (pro Highovy digrmy v obr. 5) N zákldě uvedených Highových digrmů lze provést kvlittivní i kvntittivní nlýzu vysokocyklové čsovné pevnosti, životnosti i bezpečnosti uvžovných kontrukčních částí z hledisk vlivu velikosti vrubového (resp. redukčního) činitele stupně nesymetrie cyklů nmáhání. Příslušné podkldy i jejich nomogrfická interpretce budou uveřejněny v smosttných publikcích. Litertur [] Höschl, C.: Únv mteriálu při periodickém ztěžování. Stvb strojů, 79, Strojnická společnost ČSVTS DT ČSVTS, Prh,98, 5 s. [] Hýč, M.: K výpočtu životnosti konstrukčních prvků v oboru mnohocyklové únvy. In: Spolehlivost dignostik v doprvní technice (Doprvní stvby). Univerzit Prdubice, 000, s [3] Kepk, M.: Vyhodnocování vstupních údjů o pevnosti nmáhání pro výpočty únvové životnosti ocelových konstrukcí. Inženýrské stvby, 7, 986, s [4] Linhrt, V.: Výpočty únvové životnosti částí při proměnlivém nmáhání. In: Provoz zkoušení strojů I, DT ČVTS Prh, 97, s [5] Mcháček, J. Rotter, T.: Výběrový předmět I. Fkult stvební ČVUT, 99, 05 s. [6] Němec, J. Puchner, O.: Tvrová pevnost kovových těles. Prh, SNTL 97. [7] Růžičk, M. Hnke, M. Rost, M.: Dynmická pevnost životnost. Fkult strojní ČVUT, 989, s. [8] Únvové vlstnosti vybrných československých ocelí. Pordenská příručk 37, TEVUH, Prh, 985, 84 s. [9] Vejvod, S. Vlk, M.: Stvb chemických zřízení II. Prh, SNTL98, 75 s. Hýč, M.: Conservtive Approximtions of the Limit Are of High-Cycle Timed Strength of Notched Component nd its Grphic Interprettion This rticle presents conservtive pproximtion of the limit re of high-cycle timed strength of notched component with focus on notch fctor vlues nd ssymetry of loding cycles. It is bsed on the clssicl pproximtion of Wöhler s stress curve with the required probbility of survivl under symmetric intermittent loding cycle; further, it is bsed on Goodmn s liner pproximtion of the effect of the symmetry of loding cycles nd the expected independence of the notch gent on the number of cycles. High s digrms of notched components mde of high-qulity crbon steel loded by periodic tension/pressure with differing ftigue service life nd notch gent vlue serve s grphic smple interprettion. The proposed source mterils my fcilitte nlysis of numerous problems in structurl nd clcultion prctice. They cn lso be used s strting point in prmetric nlyses within the bove simplifying ssumptions. Hýč, M.: Konservtive Approximtion der Grenzfläche der hochzyklischen zeitgesteuerten Festigkeit eines gekerbten Buteils und ihre grfische Interprettion Der Artikel behndelt die konservtive Approximtion der Grenzfläche der hochzyklischen zeitgesteuerten Festigkeit eines gekerbten Buteils unter Berücksichtigung der Größe der Kerbwirkungszhl und der Asymmetrie der Benspruchungszyklen. Er geht von der klssischen Approximtion der Wöhler- Spnnungskurve mit der geforderten Whrscheinlichkeit des Überlebens bei einem symmetrischen wechselnden Benspruchungszyklus, der Goodmnschen lineren Approximtion des Einflusses der gennnten Asymmetrie der Benspruchungszyklen und von der Annhme der Unbhängigkeit der Kerbwirkungszhl von der Anzhl der Zyklen us. Als Beispiel einer grfischen Interprettion werden die Highschen Digrmme gekerbter Buteile us veredeltem Kohlenstoffsthl ngeführt, die bei unterschiedlicher Ermüdungslebensduer und unterschiedlicher Größe der Kerbwirkungszhl durch periodischen Zug/Druck bensprucht werden. Die entworfenen Unterlgen können die Anlyse vieler Probleme in der Konstruktions- und Berechnungsprxis erleichtern. Sie können uch der Ausgngspunkt für Prmeternlysen im Rhmen der gennnten vereinfchenden Annhmen sein.

16 STAVEBNÍ OBZOR /00 45 Vyhodnocení účinnosti systémů odvádějících rdon z podloží stávjících stveb Ing. Mrtin JIRÁNEK, CSc. ČVUT Fkult stvební Prh Větrcí systémy podloží jsou celosvětově povžovány z jedno z nejúčinnějších nejefektivnějších protirdonových optření. Jejich úkolem je snižovt koncentrci rdonu pod zákldovou deskou vytvářet podtlk v podloží vůči tlku vzduchu v kontktních podlžích. Závislost účinnosti těchto systémů n různých fktorech se zkouml u více než šedesáti rodinných domků, do nichž byl systém instlován dodtečně. Ukázlo se, že se účinnost pohybuje mezi 70 ž 98 %, což je dvkrát více, než je doshováno při dodtečném vkládání protirdonové izolce. Účinnost je ovlivňován především vertikálním profilem plynopropustnosti podloží těsností kontktních konstrukcí. Odvětrávcí perforovné trouby zjiš ují lepší rozšíření podtlku, proto jsou použitelné i pro objekty s méně těsnými podlhmi (npř. prkennými n škvárovém loži). Nejčstěji se instlují zvrtáním bu z prostoru sklep, nebo skrz sokl z vnější strny domu (je-li objekt nd terénem). U objektů nepodsklepených, s podlhou n úrovni okolního terénu, lze postupovt i tk, že v centrální chodbě nebo hle se vyhloubí montážní jám (se dnem 00 mm pod spodním lícem podlh), z níž se provedou vrty pod podlhu sousedních místností. Tto vrint je všk držší o novou podlhu v chodbě. Proto se vždy snžíme, by bourcích prcí bylo co nejméně. Větrcí systémy ve stávjících stvbách U stávjících stveb je půdní vzduch z podloží odsáván bu z odsávcích bodů (obr. ), nebo z perforovných trub zvrtných pod podlhy (obr. ) []. Odsávcí body vzniknou tk, že se do podlhy nebo suterénní stěny zpustí odvětrávcí trubk, kolem níž se vytvoří jímk ve tvru polokoule o poloměru cc 0,3 m. Protože se podtlk v tomto přípdě šíří pouze z jediného bodu, dává se odsávcím bodům přednost v objektech s reltivně těsnou betonovou podlhou (nemusí obshovt hydroizolci), která nevede k velkým ztrátám podtlku. Obr.. Odsávání půdního vzduchu prostřednictvím perforovných trub zvrtných ze sklep Obr.. Odsávání půdního vzduchu z odsávcího bodu Délku počet vrtů volíme tk, by pod kždou obytnou místností byly, v závislosti n její velikosti, jeden ž dv vrty. Zároveň n m vrtu připdá ploch místnosti cc 0 m. V rodinném domku se zstvěnou plochou kolem 00 m vystčíme tedy s celkovou délkou vrtů cc 0 m []. V jednom objektu je možné v závislosti n dispozičním řešení, druhu těsnosti podlh volit různé typy odsávcích prostředků (body, zvrtné trubky), které lze zprvidl vzájemně spojit ve sběrné potrubí. To může být situováno bu ve sklepě, nebo n půdě. Nejčstějším mteriálem pro konstrukci sběrného potrubí je PVC průměru 00 ž 40 mm. Dimenzuje se v závislosti n množství doprvovného vzduchu, tj. s rostoucím množstvím vzduchu se zvětšuje průměr potrubí. Do jednotlivých větví se oszují škrticí klpky k seřízení množství vzduchu odváděného z odsávcích prostředků v závislosti n propustnosti podloží, koncentrci rdonu td. Spolehlivé účinnosti během celého roku se doshuje oszením ventilátoru n sběrné potrubí, nejčstěji v prostoru půdy, kde neruší uživtele hlukem. Přenosu hluku do interiéru i exteriéru se předchází instlcí tlumičů hluku n potrubí. Zkušenosti ukzují, že stčí ventilátory s výkonem do 70 W. Ventilátor včetně elektrické instlce musí být oszen s vědomím, že v potrubí může docházet ke kondenzci vodní páry.

17 46 STAVEBNÍ OBZOR /00 Otáčky se regulují změnou npětí elektronickými nebo trnsformátorovými regulátory, to bu plynulou, nebo polohovou. Počet otáček i cyklický režim se nství v závislosti n koncentrci rdonu v interiéru. Hodnocené objekty Fktory ovlivňující účinnost větrcích systémů podloží byly zkoumány n 6 rodinných domcích různého stáří (00 let ž 0 let). Většin domů byl postven n pozemcích zřzených do ktegorie vysokého rdonového rizik (průměrná hodnot třetího kvrtilu souboru hodnot koncentrce rdonu v podloží je 38 kbq/m 3 ). Průměrná ekvivlentní koncentrce rdonu v pobytových místnostech domů před optřením doshovl 738 Bq/m 3. Ve výběru se ncházely všechny typy domů nepodsklepené, částečně podsklepené i podsklepené, s podlhmi prkennými, betonovými s hydroizolcí i bez ní. V objektech jsme se nespokojili jen s výsledky stndrdně prováděné rdonové dignostiky. Pro objektivní posouzení účinnosti bylo nutné v kždém objektu provést řdu doplňkových měření. Nezbytné bylo zjištění vertikálního profilu propustnosti podloží, propustnosti vrstvy ležící pod podlhmi koncentrce rdonu pod podlhmi před optřením po něm. Propustnost se měřil přístrojem RADON-JOK. Ve všech objektech byl relizován větrcí systém podloží bez výměny podlh, tj. pomocí vrtů nebo odsávcích bodů. Až n tři výjimky je všude oszen ventilátor CK 5 prcující n třetí výkonový stupeň, tj. 45 W. Abychom omezili vliv tkových fktorů, jkým je rozdílná kvlit provedených prcí, pocházejí všechn optření od stejného řešitelského týmu. Projekty vyprcovl utor článku, doplňková měření zjiš ovl firm Rdon, v.o.s., instlci systémů do všech domů firm Schreyer. Účinnost optření Účinnost optření byl hodnocen v souldu s ČSN [3] procentním vyjádřením poklesu koncentrce rdonu k původní hodnotě před optřením. Pro jednotlivé objekty se účinnost pohybovl v intervlu 70 ž 98 %, což znmená, že koncentrce rdonu klesl n 30 ž % původní hodnoty. Prvděpodobnost dosžení konkrétní hodnoty je zřejmá z grfu n obr. 3. Tk npříkld existuje téměř 4 % prvděpodobnost, že u instlovného systému se bude účinnost pohybovt mezi 80 ž 90 %. Důležité ovšem je, že ni u jednoho domu nebyl zjištěn účinnost menší než 70 %. U stávjících stveb tedy jde o nejúčinnější nejefektivnější optření proti rdonu. V prxi to znmená, že po instlci větrcích systémů klesl průměrná hodnot ekvivlentní koncentrce rdonu před optřením ze 738 n 7 Bq/m 3, což je zhrub n desetinu. Tento pokles je s příslušným rozptylem hodnot vyznčen n obr. 4, ze kterého tké vyplývá, že ve všech sledovných domech klesl ekvivlentní koncentrce rdonu po optření pod směrnou hodnotu 00 Bq/m 3 dnou vyhláškou 84/97 Sb. []. Obr. 4. Rozptyl ekvivlentní koncentrce rdonu v interiéru sledovných domů před optřením po něm (chybové úsečky udávjí minimální, průměrnou mximální koncentrci) Fktory ovlivňující účinnost optření Studie ukázl, že účinnost větrcích systémů podloží závisí především n poklesu koncentrce rdonu pod podlhou kontktních místností n velikosti podtlku vytvořeného pod domem. Právě podtlk v podloží způsobuje, že koncentrce rdonu pod podlhmi může být poměrně vysoká, niž by byly překročeny směrné hodnoty v interiéru. Podtlk totiž brání nsávání půdního vzduchu do domu. To je osttně dobře ptrné z obr. 5, který udává závislost ekvivlentní koncentrce rdonu v interiéru n koncentrci rdonu v podloží pod podlhmi v době činnosti větrcího systému. Z obrázku je zřejmé, že ni při koncentrci 50 kbq/m 3 není překročen směrná hodnot v interiéru 00 Bq/m 3. Přitom v budovách, pod nimiž není vytvořen podtlk, bývá v závislosti n propustnosti podloží překročen směrná hodnot běžně již při koncentrci rdonu v podloží 0 ž 30 kbq/m 3. Obr. 3. Prvděpodobnost dosžení účinnosti Obr. 5. Závislost ekvivlentní koncentrce rdonu v interiéru n koncentrci v podloží pod podlhmi v době činnosti větrcího systému (vynesen průměr ± směrodtná odchylk)

18 STAVEBNÍ OBZOR /00 47 V obecné rovině dochází vlivem odsávání půdního vzduchu k velmi rzntnímu snížení koncentrce rdonu pod podlhmi, což je velmi dobře ptrné z obr. 6. Průměrná koncentrce po optření doshuje osminy hodnoty před optřením, výrzně se tké snižuje její rozptyl. Obr. 8. Násobnost poklesu koncentrce rdonu pod podlhou v závislosti n těsnosti podlhy ( prkenná, betonová) n poměru propustnosti zeminy pod podlhou k d následného podloží k p Obr. 6. Rozptyl koncentrce rdonu pod podlhmi sledovných domů před optřením po něm (chybové úsečky udávjí minimální, průměrnou mximální koncentrci) Pokles koncentrce rdonu pod podlhou je v jednotlivých přípdech ovlivněn zejmén poměrem propustnosti zeminy ležící bezprostředně pod podlhou k d propustnosti níže situovného podloží k p. Význmný je tké vliv těsnosti smotné podlhové konstrukce. S vědomím složitosti určování těsnosti podlhových konstrukcí jsme se ve studii spokojili s pouhým dělením podlh n prkenné betonové. Vliv obou zmíněných prmetrů n násobnost poklesu koncentrce rdonu pod podlhmi je ptrný z obr. 7. Nejvyšší násobnosti poklesu bylo dosženo v přípdech, kdy pod podlhmi byl vysoce propustná zemin, ztímco níže situovné podloží mělo propustnost nízkou. Tuto situci pro ob typy podlh zobrzuje první dvojice chybových úseček n obr. 7 zlev. N druhé strně nejnižší násobnost poklesu byl zznmenán pod domy, pod jejichž podlhmi měl zemin menší propustnost, než jká byl v následném podloží (poslední dvojice chybových úseček n obr. 7 vprvo). Zřejmé tké je, že pod prkennými podlhmi je doshováno vždy nižší násobnosti poklesu než pod betonovými. Rozdíl mezi prkennou betonovou podlhou se všk snižuje s klesjícím poměrem propustností k d /k p. Podobná závislost, tentokrát všk n poměru propustností k d /k p, je opět pro ob typy podlh vynesen n obr. 8. Vyšší hodnoty směrodtných odchylek n obr. 5 obr. 7 jsou způsobeny tím, že kždý z hodnocených objektů je jiný. Je situován v jiných povětrnostních podmínkách, spočívá n jiném podloží, má jinou těsnost podlhových konstrukcí, jinou násobnost výměny vzduchu, různý půdorysný tvr dispoziční řešení, odlišný způsob vytápění td. Všechny tyto prmetry se ovšem n rozdíl od lbortorních zkoušek mění njednou. I přes tyto interferující fktory je všk možné určit dominntní závislosti těsnost podlhové konstrukce poměr propustnosti vrstev pod podlhmi. Studie v tomto smyslu přinesl nové pozntky. Až dosud se totiž mělo zto, že účinnost závisí pouze n propustnosti vrstvy ležící bezprostředně pod podlhou, nebo vrstevntost podloží se opomíjel. Nebylo tk npř. možné vysvětlit, proč u dvou podobných domů, pod jejichž podlhmi se nchází přibližně stejně propustná vrstv do kterých byl instlován obdobný větrcí systém, je doshováno dimetrálně odlišné účinnosti. Pochopení umožnily ž výsledky součsné studie, nebo jk vyplývá z výše uvedeného textu, stčí, by npř. pod prvním domem bylo podloží v celé hloubce vysoce propustné, ztímco u druhého domu bude pod vrchní propustnou vrstvou následovt podloží nepropustné. Větrcí systém pod prvním domem bude mít nízkou účinnost, nebo k d k p, ztímco pod podlhou druhého domu nměříme mnohem vyšší podtlk nižší koncentrci rdonu, protože je v tomto přípdě k d > k p. Nepropustné podloží omezuje totiž zespodu velikost odsávného prostoru. Čím menší je objem tohoto prostoru pod domem, tím je doshováno vyššího podtlku nižší koncentrce rdonu ve vrstvě pod podlhou. Mjí-li vrstvy podloží pod domem přibližně stejnou propustnost, je objem odsávného prostoru v podsttě nekonečný, tím i výměn vzduchu pod objektem je mlá (ventilátor má stále stejný výkon). k p nízká, k p nízká, k p < k d, k p < k d, k p >= k d, k p >= k d k d vysoká, k d vysoká, prkn beton prkn beton prkn beton Obr. 7. Násobnost poklesu koncentrce rdonu pod podlhou v závislosti n těsnosti podlhy (prkenná, betonová) n poměru propustnosti zeminy pod podlhou k d následného podloží k p (vynesen průměr ± směrodtná odchylk) Závěr Dosvdní zkušenosti z více než šedesáti relizcí ukzují, že větrcí systémy podloží můžeme oprávněně povžovt z vůbec nejúčinnější protirdonové optření, to i v podmínkách ČR. Účinnost neklesá pod 70 %, běžně se pohybuje nd 90 %. Měřeno podí-

19 48 STAVEBNÍ OBZOR /00 lem domů, v nichž ekvivlentní koncentrce rdonu klesl po relizci optření pod směrnou hodnotu 00 Bq/m 3, je účinnost dokonce 00 %. Pomocí studie byly definovány fktory, které se význmně podílejí n výsledné účinnosti optření. Mezi ně ptří především poměr propustnosti zeminy pod podlhou k propustnosti hlubších vrstev. Větší účinnosti efektivnosti je doshováno v přípdech, kdy vrstvy pod podlhou jsou propustnější než vrstvy níže situovné. V tkovém přípdě je možné provádět větrcí systémy s menší celkovou délkou drenážních trub, či jen s odsávcími body. Postčí rovněž ventilátory nižších výkonů, tím i s nižší spotřebou elektrické energie. V málo propustných nebo zvodnělých zeminách je všk nutné počítt s menší účinností, větší hustotou drenážních trub, tím i s větší prcností vyšší pořizovcí cenou. Dříve než nvrhneme geometrii větrcího systému, měli bychom proto nejprve změřit vertikální profil propustnosti podloží propustnost vrstev ležících přímo pod podlhmi. Bez znlosti těchto prmetrů nelze vytvořit správný návrh systému. Při návrhu musí být přihlédnuto k těsnosti podlhových konstrukcí. Studie potvrdil, že při netěsných podlhách je nutná větší hustot drenážních trub vyšší výkon ventilátoru. Výsledky studie by měly přispět k větší důvěře projektntů v tuto vrintu protirdonové ochrny. Nedosttečná informovnost je totiž prvděpodobně příčinou, proč nejsou u nás větrcí systémy podloží upltňovány v širším měřítku. Důsledkem je skutečnost, že ochrn stávjících stveb proti rdonu se stále řeší dodtečným vkládáním protirdonové izolce, jejíž průměrná účinnost se pohybuje pouze kolem 40 % [4]. Měřeno podílem domů, v nichž koncentrce klesne po pokládce izolce pod směrnou hodnotu 00 Bq/m 3, je účinnost dokonce ještě menší, to pouhých %. Příčinou je většinou netěsné npojení izolce v podlze n stávjící stěny. Po určitém čse od relizce se netěsnosti objevují téměř u všech způsobů npojení. Je to důsledek nekvlitní práce dodvtelských firem, šptné přilnvosti nových hmot k nesoudržnému pojivu strých stěn, smrštění podkldního betonu pod izolcí sednutí celé podlhy n nezhutněném podsypu. Nvíc položení nové izolce předstvuje poměrně znčný zásh do objektu i do život jeho obyvtel. Je třeb vystěhovt uživtele, vyklidit místnosti, odstrnit stré podlhy, snížit povrch zeminy, teprve poté může následovt uložení nové podlhové konstrukce s protirdonovou izolcí. Tkovýto rozsh prcí se v běžném rodinném domku zprvidl nestihne dříve než z tři týdny vyžduje minimálně 50 tis. Kč (smozřejmě bez podříznutí stěn). Přínosem jsou nové zteplené podlhy. Nproti tomu instlce větrcích systémů podloží se většinou obejde bez záshu do podlh, tím i bez omezení provozu v domě. Délk relizce se pohybuje mezi dvěm ž čtyřmi dny. Pořizovcí nákldy včetně projektu všech doplňkových měření jsou v nejjednodušších přípdech 60 tis. Kč nepřeshují 50 tis. Kč. Větrcí systémy podloží jsou tedy minimálně dvkrát účinnější přinejmenším o polovinu levnější než protirdonová izolce. Nevýhodou mohou být provozní nákldy, i když nejsou nijk velké. Při nepřetržitém provozu ventilátoru při ceně 3,0 Kč/kWh jde o necelých 300 Kč ročně. Článek byl zprcován z částečné podpory výzkumného záměru MSM Aspekty životního prostředí ve stvebnictví. Litertur [] Jiránek, M.: Větrcí systémy podloží efektivní ochrn proti rdonu. Mteriály pro stvbu, 00, č. 5, s [] Vyhlášk SÚJB 84/97 Sb., o poždvcích n zjištění rdiční ochrny. [3] ČSN Ochrn stveb proti rdonu z podloží. ČSNI, 000. [4] Fojtíková, I.: Vyhodnocování efektivnosti protirdonových optření. [Zpráv], Státní ústv rdiční ochrny, Prh, 00. Jiránek, M.: Assessment of Efficiency of Systems Eliminting Rdon from Building Substructures Sub-slb depressuriztion systems re considered s one of the most effective nd chepest rdon remedil mesures for existing buildings. The influence of vrious fctors on the effectiveness of these systems hs been verified in more thn 60 single-fmily houses. It ws determined tht the effectiveness vries between 70 nd 98 %, which is two times more thn in cse of dditionlly pplied rdon-proof insultion. The effectiveness is minly influenced by the verticl profile of soil permebility nd by the ir tightness of the building substructure. Jiránek, M.: Auswertung der Wirksmkeit von Systemen zur Ableitung von Rdon us dem Untergrund von Buwerken Entlüftungssysteme gelten weltweit ls eine der wirksmsten und effektivsten Antirdonmßnhmen. Ihre Aufgbe ist eine Verringerung der Rdon- Konzentrtion unter der Fundmentpltte und die Schffung eines Unterdrucks im Untergrund gegenüber dem Luftdruck in den Kontktgeschossen. Die Abhängigkeit der Wirksmkeit dieser Systeme von verschiedenen Fktoren wurde bei mehr ls sechzig Einfmilienhäusern untersucht, in die ds System nchträglich instlliert worden wr. Es stellte sich herus, dss sich die Wirksmkeit zwischen 70 und 80 % bewegt, ws zweiml mehr ist ls bei einem nchträglichen Einbu einer Antirdonisolierung erreicht wird. Die Wirksmkeit wird vor llem durch ds vertikle Gsdurchlässigkeitsprofil des Untergrundes und die Dichtigkeit der Kontktbuteile beeinflusst. Mě v rchitektuře V polovině září uspořádl Hungrin Copper Promotion Centre (HCPC) ve spolupráci s Fkultou rchitektury VUT Brno v pržském hotelu Don Giovnni konferenci věnovnou možnostem využití mědi v rchitektuře. HCPC je m rská orgnizce průmyslu mědi zložená v roce 99 podporovná Interntionl Copper Assocition. Jko člen Evropského institutu mědi se v M rsku, České republice Slovenské republice změřuje n širší upltnění tohoto mteriálu, plánování řízení progrmů npomáhjících odbornému využití měděných výrobků. Účstníci konference vyslechli přednášky odborníků z pořádjících orgnizcí i z německého KM Europ Metl AG.

20 STAVEBNÍ OBZOR /00 49 Vlhkostní prmetry mteriálů pro obvodové pláště s vnitřní tepelnou izolcí Ing. Milen JIŘIČKOVÁ prof. Ing. Robert ČERNÝ, DrSc. ČVUT Fkult stvební Prh Článek se zbývá experimentálním stnovením vlhkostních prmetrů stvebních mteriálů, které mjí být použity ve vnitřních tepelně izolčních systémech. Jsou studovány různé typy kpilárně ktivních izolčních mteriálů, stěrek, retrdérů vodní páry mteriálů nosné konstrukce. N zákldě měření je možné konsttovt, že vlstnosti všech sledovných mteriálů jsou pro dný účel vyhovující. Absorpční koeficient ovšem dává informci v podsttě pouze o tom, jk rychle dokáže vod do mteriálu pronikt, le neumožňuje získt přímé pozntky o vlhkostním poli v mteriálu. Proto je pro popis přenosu kplné vlhkosti vhodnější použít zákldní fenomenologické vzthy vyplývjící z lineární nevrtné termodynmiky. Nejjednodušším vzthem, který předpokládá grdient vlhkosti jko jedinou zobecněnou termodynmickou sílu, je nlogie Fickov zákon ve tvru r j = ρ sκ u, (). Úvod Obvodové pláště s vnitřní tepelnou izolcí mjí vzhledem k obvyklejšímu řešení s vnější izolcí svá specifik, protože v zimním období může vést nesprávný postup jejich plikce ke kondenzci vodní páry v původní konstrukci. Jedním z funkčních řešení může být použití protěsné zábrny n vnitřním povrchu, což ovšem přináší riziko mechnického poškození ztráty funkčnosti systému. Jinou možností je použití retrdéru vodní páry mezi stávjící konstrukcí tepelnou izolcí, jk bylo ukázáno npř. v práci [], kde byl řešen problém přenosu tepl, vody vodní páry v tomto typu konstrukce. Podmínkou funkčnosti tkového systému je ovšem použití kpilárně ktivní tepelné izolce, která zjistí rychlou redistribuci zkondenzovné vody. Pro posouzení funkčnosti systémů s vnitřní tepelnou izolcí je účelné použít některý z výkonných počítčových modelů přenosu tepl vlhkosti ve stvebních mteriálech, jko je npř. DELPHIN [] či WUFI [3]. K získání dosttečně přesných výsledků je ovšem třeb zjistit některé mteriálové prmetry přenosu tepl vlhkosti, zejmén nových mteriálů. V práci [4] byl uveden řd výsledků měření tepelných vlhkostních prmetrů kpilárně ktivních mteriálů n bázi klcium silikátu minerální vlny. V tomto článku se změříme n dlší mteriály systémů s vnitřní tepelnou izolcí, to n dlší kpilárně ktivní mteriály n bázi minerální vlny, mteriály retrdérů vodní páry, nově nvržené stěrkové mteriály tké n některé mteriály nosných konstrukcí, u nichž je prvděpodobné, že by zde mohl být vnitřní tepelná izolce plikován. Hlvním mteriálovým prmetrem, kterým se budeme v rámci této práce zbývt, bude součinitel vlhkostní vodivosti, který budeme určovt přibližným způsobem n zákldě měření vlhkostního bsorpčního koeficientu.. Prmetry přenosu kplné vlhkosti Nejjednodušším způsobem, jk popst přenos kplné vody ve stvebních mteriálech, je pomocí vlhkostního bsorpčního koeficientu A [kg/m s / ], definovného vzthem I = A t /, () kde I je celková hmotnost vody n jednotku plochy, která je v přímém styku s vodou, t čs od počátku experimentu neboli od chvíle, kdy se měřený vzorek dostl do styku s vodou. kde j je hustot toku vlhkosti [kg/m s]), ρ s je objemová hmotnost pevné fáze u je hmotnostní vlhkost, m v je hmotnost vlhkého m s suchého vzorku. Doszením rovnice () do zákldní bilnční rovnice hmotnosti dostáváme nelineární difúzní rovnici ve tvru Součinitel κ se určuje obvykle n zákldě nměřeného prostorového čsového rozložení vlhkosti v dném mteriálu z známých počátečních okrjových podmínek [5], [6]. Stčí-li pouze orientční přibližná hodnot κ, je možné ji určit z zjednodušujících předpokldů n zákldě vlhkostního bsorpčního koeficientu A. Nejjednodušší tkovou relcí [7] je kde w c je obsh nsycené vlhkosti [kgm 3 ]. Absorpční koeficient vody se určuje přímo z přímkové počáteční závislosti kumultivního obshu vody v mteriálu [kgm ] n odmocnině z čsu [s / ]. Hodnotu obshu nsycené vlhkosti lze spolu s dlšími mteriálovými prmetry získt měřením vkuové nsákvosti dného vzorku. Z hmotnosti suchého vzorku m s, hmotnosti vodou nsyceného vzorku m v hmotnosti ponořeného vodou nsyceného vzorku, tzv. Archimédovy hmotnosti m, se vypočítá objem vzorku podle rovnice kde ρ v je hustot vody. mv ms u =, (3) m s u ρ + j = 0 (4) s t u = ( κ ( u) u). (5) t A κ [m w s ], (6) c m v m V = [kgm 3 ], (7) ρ v